快速成型制造工艺--III

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快速成型第3章快速成型材料及设备

第3章快速成型材料及设备3．1 快速成型材料快速成型材料一直是快速成型技术研究与开发的重要任务之一，每一种快速成型制造工艺的推出和成熟都与材料研究与开发密切相关。

一种新的快速成型材料的出现往往会使快速成型工艺及设备结构、成型件品质和成型效益发生巨大的进步。

快速成型材料根据原型建造原理、技术和方法的不同分为薄层材料、液态材料、粉状材料、丝材等。

不同的成型制造方法对应的成型材料的性状是不同的，不同的成型制造方法对成型材料性能的要求也是不同的。

在快速成型技术推出初期，一般都是快速成型设备的制造商在从事所需求的材料的研究。

但随着快速成型技术的发展和推广，许多材料专业公司也加入到快速成型材料的研发中，成型材料正向高性能、系列化的方向发展。

快速成型材料一般根据成型工艺方法来分类，分为光固化成型材料、粉末烧结材料、熔融沉积丝材及叠层实体薄层材料等。

根据目前较为常用的快速成型用的材料来看，一般根据材料的性状分类比较清晰，分为液态材料、薄层材料、粉末材料、丝状材料等。

常见的快速成型材料分类见表3－1。

快速成型材料及其性能不仅影响着所制作原型的性能及精度，而且也影响着与成型工艺相关联的建造过程。

快速成型工艺对成型材料性能的总体要求有如下几个方面：1）适应逐层累加方式的快速成型建造模式。

2）在各种快速成型建造方式下，能快速实现层内建造及层间连接。

3）制作的原型具有一定的尺寸精度和尺寸稳定性。

4）确保原型具有一定的力学性能及性能稳定性。

5）无毒无污染。

3．1．1光固化快速成型材料用于光固化快速成型的材料为液态光固化树脂，或称液态光敏树脂。

随着光固化成型技术的不断发展，具有独特性能的光固化树脂（如收缩率小甚至无收缩，变形小，不用二次固化，强度高等）也不断地被开发出来。

1．光固化成型材料分类光固化材料是一种既古老又崭新的材料，与一般固化材料比较，光固化材料具有下列优点。

1）固化快。

可在几秒钟内固化，可应用于要求立刻固化的场合。

快速成型与快速制模复习题

快速成型与快速制模复习题1、快速成型制造工艺的全过程包括哪三个阶段？简述每个阶段的内容。

答：（1）前处理。

三维模型的构造、三维模型的近似处理、模型成形方向的选择和三维模型的切片处理。

（2）分层叠加成形。

截面轮廓的制作与截面轮廓的叠合（3）后处理。

工件的剥离、后固化、修补、打磨、抛光和表面强化。

2、光固化成型工艺过程原理图，请回答光固化成型工艺定义及过程答：定义：SLA以光敏树脂为原料，通过计算机控制紫外激光使其凝固成型。

原理：液槽中盛满液态光敏树脂，激光器发出的紫外激光束在控制系统的控制下按零件的各分层截面信息在光敏树脂表面进行逐点扫描，使被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。

一层固化完毕后，工作台下移一个层厚的距离，在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然后进行下一层的扫描加工，新固化的一层牢固地粘结在前一层上，重复直至整个零件制造完毕过程：前处理。

CAD三维造型，数据转换、摆放方位确定、施加支撑和切片分层原型制作。

光固化成型后处理。

剥离，去除废料和支撑结构4、选择性激光烧结过程原理图，请回答选择性激光烧结定义及过程定义：SLS利用粉末材料，在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成形。

原理：铺粉辊将一层粉末材料平铺在已成形零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度。

控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结并与下面已成形的部分实现粘接。

当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺料辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。

过程：前处理。

CAD造型，数据转换叠层加工。

粉层激光烧结叠加后处理。

渗蜡或渗树脂5、叠层实体制造过程原理图，请回答叠层实体制造定义及过程LOM原理：工作台上制作基底，工作台下降，送纸滚筒送进一个步距的纸材，工作台回升，热压滚筒滚压背面涂有热熔胶的纸材，将当前迭层与原来制作好的迭层或基底粘贴在一起，切片软件根据模型当前层面的轮廓控制激光器进行层面切割，逐层制作，当全部迭层制作完毕，再将多余废料去除。

3dp打印技术名词解释 -回复

3dp打印技术名词解释-回复
3D打印技术，全称为三维打印技术，是一种快速成型制造工艺。

它通过逐层叠加的方式，基于数字模型文件，使用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体，最终形成三维实体物件。

这一过程类似于打印机在纸上打印二维图形，只不过3D打印是在三维空间中逐层“打印”出实物。

具体步骤包括：首先设计目标物的三维模型，然后将模型数据输入到3D打印机中，接着打印机根据模型分层信息，按照每一层的截面形状，依次堆叠薄层材料，每打印一层就固化一层，层层叠加，直至最终形成完整的三维实体。

3D打印技术具有高度的设计自由度，可以制造出传统工艺难以实现或成本过高的复杂结构，广泛应用于产品原型制作、个性化定制、医疗植入物制造、建筑工程模型制作等诸多领域。

常用快速成型基本方法简介

1前言快速成型(Rapid Prototyping)是上世纪80年代末及90 年代初发展起来的高新制造技术，是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。

它集成了CA D技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。

由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。

与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。

通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段相结合，已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。

2 快速成型的基本原理快速成型技术采用离散/堆积成型原理，根据三维CAD模型，对于不同的工艺要求，按一定厚度进行分层，将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模型。

再将数据进行一定的处理，加入加工参数，产生数控代码，在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层，并使之粘结而成形。

实际上就是基于“生长”或“添加”材料原理一层一层地离散叠加，从底至顶完成零件的制作过程。

快速成型有很多种工艺方法，但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件，所不同的是每种方法所用的材料不同，制造每一层添加材料的方法不同。

快速成型的基本原理图快速成型的工艺过程原理如下:(1)三维模型的构造:在三维CAD设计软件中获得描述该零件的CAD文件。

一般快速成型支持的文件输出格式为STL模型，即对实体曲面做近似的所谓面型化(Tessellation)处理，是用平面三角形面片近似模型表面。

以简化CAD模型的数据格式。

便于后续的分层处理。

由于它在数据处理上较简单，而且与CAD系统无关，所以很快发展为快速成型制造领域中CAD系统与快速成型机之间数据交换的标准，每个三角面片用四个数据项表示。

快速成型制造的几种典型工艺与后处理

应用
汽车、建筑等领域。
选择性激光烧结（SLS）工艺
原理
01
选择性激光烧结技术采用粉末材料作为原料，通过计算机控制
激光束对材料进行选择性烧结，最终得到三维实体。
特点
02
选择性激光烧结技术适合制作金属零件，具有较高的强度和硬
度。
应用
03
航空航天、汽车等领域。
三维打印（3DP）工艺
原理
三维打印技术采用粉末或液体材料作为原料，通过计算机控制喷嘴将材料逐层喷射到成型区，最终得到三维实体。
用于制造轻量化结构件和复杂零部件。
新产品开发
用于制造产品原型，方便进行设计验证和功能测试。
医疗器械制造
用于制造医疗设备和器械，如手术器械、假肢等。
教育领域
用于教学和实验，让学生更好地理解产品设计、制造和材料科学等方面的知识。
02
几种典型的快速成型工艺
立体光刻（SL）工艺
原理
立体光刻技术采用光敏树脂作为原料，通过计算机控制紫外激光束照射到光敏树脂表面，逐层固
在汽车制造领域，快速成型制造技术可以用于生产汽车设计原型，这些原型可以用于测试、修改等。
应用案例四：文化创意领域
艺术品
快速成型制造技术可以用于生产艺术品，如雕塑、装置艺术等。
玩具
在文化创意领域，快速成型制造技术可以用于生产玩具，这些玩具可以用于娱乐、教育等。
THANKS。
应用案例二：医疗领域
医疗器械
快速成型制造技术可以用于生产医疗器械，如手术器械、牙科器械等。
人体模型
在医疗领域，快速成型制造技术可以用于生产人体模型，这些模型可以用于手术模拟、康复训练等。
应用案例三：汽车制造领域

快速成型技术及原理

RP技术简介快速原型制造技术，又叫快速成形技术，（简称RP技术）；英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或RAPID PROTOTYPING MANUFACTUREING，简称RPM。

快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。

自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。

RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。

不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。

但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。

形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。

RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。

RP技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。

快速成型机的工艺立体光刻成型sla层合实体制造lom熔融沉积快速成型fdm激光选区烧结法SLS多相喷射固化mjs多孔喷射成型mjm直接壳法产品铸造dspc激光工程净成型lens选域黏着及热压成型SAHP层铣工艺lmp分层实体制造som自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来，已经有十几种不同的成形系统，其中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。

快速成型技术

快速成型技术快速成型技术简介快速成型技术(Rapid Prototyping Technology-RPT)属于先进制造技术范畴机械工程学科非传统加工工艺(或称为特种加工)是将CAD、CAM、、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成的一种全新制造技术。

它通过叠加成型方法可以自动而迅速地将设计的三维CAD模型转化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零件。

与传统的制造方法相比，它具有生产周期短，成本低的优势，并且可以灵活地改变设计方案，实现柔性生产，在新产品的开发中具有广阔的应用前景。

目前世界上投入应用的快速成形的方法有十多种，主要包括立体印刷(SLA-StereoLithgraphy Apparatus)、分层实体制造(LOM-Laminated obxxxxject Manufacturing)、选择性激光烧结(SLS—Selective Laser Sintering)、熔化沉积制造(FDM－Fused Deposition Modeling)、固基光敏液相(SGC-Solid Ground Curing)等方法。

其中选择性激光烧结(SLS)技术具有成型材料选择范围宽、应用领域广的突出优点，得到了迅速发展，正受到越来越多的重视。

SLS方法具有以下的优点：由于粉末具有自支撑作用，不需另外支撑；材料广泛，不仅包括各种塑料材料、蜡和覆膜砂，还可以直接生产金属和陶瓷零件。

且材料可重复使用，利用率高。

快速成型技术工作原理使用CO2 激光器烧结粉末材料(如蜡粉、PS粉、ABS粉、尼龙粉、覆膜陶瓷和金属粉等)。

成型时先在工作台上铺上一层粉末材料激光束在计算机的控制下按照截面轮廓的信息对制件实心部分所在的粉末进行烧结。

一层完成后工作台下降一个层厚再进行下一层的铺粉烧结。

如此循环，最终形成三维产品。

快速成型技术应用选择性激光烧结快速成型(Selective Laser Sintering Rapid Prototyping) 技术（简称SLS技术）由于具有成型材料选择范围宽、应用领域广的突出优点，得到了迅速的发展，正受到越来越多的重视。

快速成型制造技术

快速成型制造技术特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分，是衡量一个国家制造技术水平和能力的重要标志，在我国的许多关键制造业中发挥着不可替代的作用。

采用特种加工技术可以加工特殊材料，且加工中无切削力，能够进行微细加工及复杂的空间曲面成形，所以能够解决航空航天、军工、汽车、模具、冶金、机械等工业中的关键技术难题，从而逐步形成新兴的特种加工行业。

特种加工技术主要包括电加工技术、高能束流加工技术、快速成型制造技术等，其中以快速成型制造技术对现代制造业的影响最为重大。

快速成型制造技术(Rapid Prototyping Manufac?turing，RPM)，就是根据零件的三维模型数据，迅速而精确地制造出该零件。

它是在20世纪80年代后期发展起来的，被认为是最近20年来制造领域的一次重大突破，是目前先进制造领域研究的热点之一。

快速成型制造技术是集CAD技术、数控技术、激光加工、新材料科学、机械电子工程等多学科、多技术为一体的新技术。

传统的零件制造过程往往需要车、钳、铣、磨等多种机加工设备和各种夹具、刀具、模具，制造成本高，周期长，对于一个比较复杂的零件，其加工周期甚至以月计，很难适应低成本、高效率的加工要求。

快速成型制造技术能够适应这种要求，是现代制造技术的一次重大变革。

快速成型产品随着CAD建模和光、机、电一体化技术的发展，快速成型技术的工艺方法发展很快。

目前已有光固法(SLA)、层叠法(LOM)、激光选区烧结法(SLS)、熔融沉积法(FDM)、掩模固化法(SGC)、三维印刷法(TDP)、喷粒法(BPM)等10余种。

1、光固化立体造型(Stereolithography，SLA)该技术以光敏树脂为原料，将计算机控制下的紫外激光，以预定零件各分层截面的轮廓为轨迹，对液态树脂逐点扫描，由点到线到面，使被扫描区的树脂薄层产生聚合反应，从而形成零件的一个薄层截面。

当一层固化完毕，升降工作台移动一个层片厚度的距离，在原先固化好的树脂表面再覆盖一层新的液态脂以便进行新一层扫描固化。

常用快速成型基本方法简介

它集成了CA D技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。

与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。

再将数据进行一定的处理，加入加工参数，产生数控代码，在数控系统控制下以平面加工方式连续加工出每个薄层，并使之粘结而成形。

实际上就是基于“生长”或“添加”材料原理一层一层地离散叠加，从底至顶完成零件的制作过程。

快速成型的基本原理图快速成型的工艺过程原理如下:(1)三维模型的构造:在三维CAD设计软件中获得描述该零件的CAD文件。

一般快速成型支持的文件输出格式为STL模型，即对实体曲面做近似的所谓面型化(Tessellation)处理，是用平面三角形面片近似模型表面。

以简化CAD模型的数据格式。

便于后续的分层处理。

快速成型制造技术

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特点： 1）SL工艺优点是精度较高; 2）表面质量好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有台阶状不平及不同层面间的曲面不平； 3）原材料的利用率接近100％； 4）能制造形状特别复杂、特别精细的零件； 5）系统分辨率较高，因此能构建复杂结构的工件。 6）系统工作稳定
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成形时，送料筒上升，铺粉滚筒移动，先在工作平台上铺一层粉末材料，然后激光束在计算机控制下按照截面轮廓对实心部分所在的粉末进行烧结，使粉末熔化继而形成一层固体轮廓。第一层烧结完成后，工作台下降一截面层的高度，再铺上一层粉末，进行下一层的烧结，如此循环，形成三维的原型零件。
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吴平
Company LOGOБайду номын сангаас
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上述4种快速成形方法，都有一个共同几何物理基础：分层制造原理。从几何上讲，将任意复杂的三维实体沿某一确定方向用平行的截面去依次截取厚度为8的制造单元，可获得若干个层面，将这些厚度为8的单元叠加起来又可形成原来的三维实体，这样就将三维问题转化为二维问题，既降低了处理的难度，又不受零件复杂程度的限制。快速成形的总体目标是在 CAD 技术的支持下，快速完成复杂形状零件的制造，其主要技术特征是：直接用 CAD 软件驱动，无需针对不同零件准备工装夹具；零件制造全过程快速完成；不受复杂三维形状所限制的工艺方法的影响。
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特点： LOM工艺优点是无须设计和构建支撑；激光束只是沿着物体的轮廓扫描，无需填充扫描，成型效率高；成型件的内应力和翘曲变形小；制造成本低。
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（3）激光选区烧结法(SLS)
以激光器为能量源，通过红外激光束使塑料、蜡、陶瓷和金属(或复合物) 的粉末材料均匀地烧结在加工平面上。激光束在计算机的控制下，通过扫描器以一定的速度和能量密度按分层面的二维数据扫描。激光束扫描之处，粉末烧结成一定厚度的实体片层，未扫描的地方仍然保持松散的粉末状。根据物体截层厚度而升降工作台，铺粉滚筒再次将粉末铺平后，开始新一层的扫描。如此反复，直至扫描完所有层面。去掉多余粉末，经打磨、烘干等处理后获得零件。

四大快速成型工艺和优缺点

粉末材料选择性烧结快速成型工艺适合于产品设计的可视化表现和制作功能测试零件。由于它可采用各种不同成分的金属粉末进行烧结、进行渗铜等后处理，因而其制成的产品可具有与金属零件相近的机械性能，故可用于制作 EDM 电极、直接制造金属模以及进行小批量零件生产。 SLS 快速成型技术的优点是：
;..
.
1、与其他工艺相比，能生产最硬的模具。 2、可以采用多种原料，例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。 3、零件的构建时间短，可达到 1in/h 高度。 4、无需对零件进行后矫正。 5、无需设计和构造支撑。选择性烧结的最大优点是可选用多种材料，适合不同的用途、所制作的原型产品具有较高的硬度，可进行功能试验。 SLS 快速原型技术缺点是： 1、在加工前，要花近 2 小时的时间将粉末加热到熔点以下，当零件构建之后，还要花 5-10 小时冷却，然后才能将零件从粉末缸中取出。 2、表面的粗糙度受到粉末颗粒大小及激光点的限制。 3、零件的表面一般是多孔性的，为了使表面光滑必须进行后处理。 4、需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性，加工的成本高。 5、该工艺产生有毒气体，污染环境。
二、SLA –树脂光固化工艺光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography）原理的一种工艺，简称 SLA，也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速成型技术。在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢固

汽车制造快速成型工艺技术

术的更新而不断发展。自1986年出现至今，短短十几年，世界上已有大约二十多种不同的成形方法和工艺，
而且新方法和工艺不断地出现。目前已出现的RP技术的主要工艺有：
1． SLA工艺：光固化/立体光刻。 2． FDM工艺：熔融沉积成形。 3． SLS工艺：选择性激光烧结。 4． 3DP工艺：三维印刷。 5．数控加工。
汽车制造快速成型技术
课程目录
• 快速成型原理、特点 • 快速成型的几种工艺 • 快速成型设备 • 快速成型在我公司的应用 • 低压灌注成型
快速成形技术（简称RP）是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术总称，
其基本过程是：首先设计出所需零件的计算机三维模
型（数字模型、CAD模型），然后根据工艺要求，按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通
适用范围：
一般适用于汽车保险杠、仪表盘、车门、玩具、家电、医疗及大型器材等方面大中型制件的小批量制作。
摩托车灯罩
摩托车灯外罩软模
应用真空注型技术制作硅橡胶模具，可以制作出透明摩托车灯外罩。
课程回顾
• 快速成型原理、特点 • 快速成型的几种工艺 • 快速成型设备 • 快速成型在我公司的应用 • 低压灌注成型
仪表板车灯
后保险杠
前保险杠长城汽车模具中心
离合器
门护板每天进步一点点
原理：
是生产聚氨酯弹性体、硬质、半硬质、软质PU塑料制品的专用设备。利用原型翻制树脂简易模具（包括软模、硬模及抽芯活块）并需考虑浇冒口的位置和流道。将模具夹紧达到规定的合模力，把改性的聚氨酯树脂通过注射枪头注入模具内，在室温下快速固化，十几分钟后即可取出形状与原型一致的制件。

快速成型工艺的基本流程

快速成型工艺的基本流程快速成型工艺的基本流程快速成型（Rapid Prototyping，RP）是指通过计算机辅助设计、制造和快速成型技术，将CAD模型直接转换为实体模型的一种技术。

它是一种快速、准确、灵活的制造方法，能够大大缩短产品从设计到生产的周期。

下面将详细介绍快速成型工艺的基本流程。

一、CAD建模CAD（Computer Aided Design）是计算机辅助设计技术的简称，是利用计算机进行产品设计和制图的过程。

在进行快速成型之前，需要先进行CAD建模，即利用CAD软件进行产品三维建模。

通过CAD建模可以精确地描述产品的形状、尺寸和结构等信息，并可以对其进行修改和优化。

二、STL文件生成STL（Standard Triangulation Language）文件是三角形数据格式文件，由三角形组成一个个小面片来表示物体表面。

在CAD建模完成后，需要将其转换为STL格式的文件。

这个过程通常由专门的软件完成，如3D MAX等软件。

三、SLA光固化SLA（Stereolithography Apparatus）光固化是一种利用紫外线激光束逐层扫描液态光敏树脂，使其固化成固态模型的快速成型技术。

在进行SLA光固化之前，需要先将STL文件导入到SLA机器中，并设置好加工参数。

SLA机器会根据STL文件逐层扫描光敏树脂，使其逐渐固化成实体模型。

四、SLS激光烧结SLS（Selective Laser Sintering）激光烧结是一种利用激光束逐层扫描粉末材料，使其熔融并凝固成实体模型的快速成型技术。

在进行SLS激光烧结之前，需要先将STL文件导入到SLS机器中，并设置好加工参数。

SLS机器会根据STL文件逐层扫描粉末材料，使其逐渐熔融并凝固成实体模型。

五、FDM熔丝沉积FDM（Fused Deposition Modeling）熔丝沉积是一种利用塑料丝材料经过加热后从喷头中挤出，并在平台上依次堆叠形成实体模型的快速成型技术。

第二章快速成型制造工艺I

ξ2 快速成型制造工艺
第二章
模具工程技术研究中心 METRC
快速成型制造工艺
第一节快速成型工艺过程及分类
快速成型制造工艺的全过程可以归纳为以下三个步骤： 1)前处理。它包括工件的三维模型的构造、三维模型的近似处理、模型成形方向的选择和三维模型的切片处理。 2)分层叠加成形。它是快速成形的核心．包括模型截面轮廓的制作与截面轮廓的叠合。 3)后处理。它包括工件的剥离、后固化、修补、打磨、抛光和表面强化处理等。如图所示。
快速成型制造技术是20世纪80年代中期发展起来的一项高新技术，从1988年世界上第一台快速成型机问世以来，快速成型技术的工艺方法目前已有十余种。在目前所有的快速成型工艺方法中，光固化成型法(SLA)、叠层实体制造法(LOM)、激光选区烧结法(SLS)、熔融沉积法(FDM)得到了世界范围内的广泛应用，下面重点介绍这几种常用的快速成型技术。
ξ2 快速成型制造工艺
图2-2
光固化快速原型前处理
a) CAD三维原始模型
c) 模型的摆放方位
模具工程技术研究中心 METRC
b) CAD模型的STL数据模型 d) 模型施加支撑
ξ2 快速成型制造工艺
模具工程技术研究中心 METRC
确定摆放方位
摆放方位的处理是十分重要的，不但影响着制作时间和效率，更影响着后续支撑的施加以及原型的表面质量等，因此，摆放方位的确定需要综合考虑上述各种因素。一般情况下，从缩短原型制作时间和提高制作效率来看，应该选择尺寸最小的方向作为叠层方向。但是，有时为了提高原型制作质量以及提高某些关键尺寸和形状的精度，需要将最大的尺寸方向作为叠层方向摆放。有时为了减少支撑量，以节省材料及方便后处理，也经常采用倾斜摆放。确定摆放方位以及后续的施加支撑和切片处理等都是在分能出现台阶，但上表面

3-3-1快速成形技术

后处理
成形机制造一系列
层片并自动将它们
清理零件表面，去除辅助支撑
联接起来，得到三维物理实体
结构
2019/10/15
现代制造技术
5-2
快速成形制造的主要方法
选择性液体固化（SLA）选择性层片粘接（LOM）选择性激光烧结（SLS）熔融沉积成形（FDM）
2019/10/15
现代制造技术
快速成形制造技术的基本概念
快速成形（RP — Rapid Prototyping ）技术是一种基
于离散堆积成形思想的新型成形技术，是集成计算机、数控、激光和新材料等最新技术而发展起来的先进的产品研究与开发技术。
快速成形制造(RPM — Rapid Prototyping Manufacturing）技术是使用RP技术，由CAD模型直接驱动的快速完成任
现体了现设了即计快时与速制制成造相造形(应一I技n不体s术t受化a的n任，t基何计M本a约算n成u束机f形a。中c原tR的u理Pr工iC，nA艺gD)
离实散体堆自积由制成造形制造模接转具反针型口化有映对通软和较该特分过件成强类定层接完形的技零制口成过概术件造是三时软程C括的制A用维都(件的D性L快定数逐形和a直工和y速工据层体前e接艺适r响艺向e变，一驱规d应应操设化在层M动划性性作备a的制自快，n。。规数u截造动速成f由程控a面每实c成形t于，指u来一现形设r无也令i制层联n设备g需无的造片接)备则将，，材料添加制造象需复打准杂印备的机专三一用维样夹加不材“具工需打料和分要印添工解专”加具成用零制，一夹件造快系具，(M速列或a完t成二e工r成i形维a具三l 技层，维术片使输
2019/10/15
现代制造技术
5-14
熔融沉积成形(FDM)的产品特点